近日,海洋学领域国际知名期刊《Marine Geology》(中科院二区,影响因子:2.2)发表了广州海洋地质调查局在全球海洋甲烷渗漏时空分布与洋流调控机制研究的成果——“Global marine methane seepage: Spatiotemporal patterns and ocean current control”(全球海洋甲烷渗漏:时空模式与洋流控制)。
海洋沉积物包含大量的甲烷储层,在全球碳循环和气候系统中发挥着重要作用。甲烷渗漏受海洋动力学的影响显著,为研究甲烷渗漏的时空分布格局和洋流的调控机制,收集了全球多个海洋区域甲烷渗漏的坐标和通量数据。使用最近邻分析和核密度估计量化甲烷渗漏的空间特征,以 Moran 指数评估渗漏活动、洋流和海面温度之间的局部和全局自相关。使用时空密度的噪声应用程序空间聚类算法 (ST-DBSCAN) 和识别聚类结构的排序点算法(OPTICS),通过多尺度和分层聚类方法确定温度梯度和洋流辐合区之间的协同效应。
图 1 海洋甲烷渗漏与冷暖洋流活动的全球空间分布图
研究团队揭示了海底甲烷渗漏与洋流之间的正相关性,在大尺度上识别出与海洋动力过程相关的渗漏群集(甲烷渗漏显示显著的空间聚类),尤其是在近岸大陆架、环太平洋和环大西洋观察到多个高密度中心。并且发现洋流可以通过温度梯度、压力变化和水团交换影响甲烷渗漏。约42% 的海洋甲烷渗漏发生在暖流和冷流交汇辐射范围,典型例子包括墨西哥湾流与北大西洋洋流的交汇区等。
论文第一作者为广州海洋地质调查局与中国地质大学(武汉)联合培养研究生倪鑫,通讯作者为广州海洋地质调查局正高级工程师梁前勇。合作单位包括中国地质大学(武汉)、武汉大学。该项研究由国家自然科学基金(42276087)和中国地质调查局海洋地质调查项目(DD20230065)联合资助。
文章信息:Xin Ni, Xiuguo Liu, Shilong Pang, Yifei Dong, Binbin Guo, Yuhang Zhang, Yang Wu, Danyi Su, Andi Xu, Qingmeng Yuan, Xuemin Wu, Lin Yang, Xiaoyu Wu, Zhigang Wang, Xi Xiao, Qianyong Liang, Global marine methane seepage: Spatiotemporal patterns and ocean current control, Marine Geology, Volume 487, 2025, 107589, ISSN 0025-3227, https://doi.org/10.1016/j.margeo.2025.107589.